成型体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种成型体及该成型体的制造方法，所述成型体可抑制成型体的质量过度增加，并且可抑制从模具脱模时等的制造时产生翘曲。成型体(11)具备由含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部(110)、以及直接形成在所述复合材料部(110)的第一表面(111)且含有热塑性树脂(B)的凸条的肋部(112a)和肋部(112b)，肋部(112a)和肋部(112b)在第一表面(111)上相互交叉，且平均宽度t、平均高度H及第一表面(111)中所占的比例在特定的范围内。另外，成型体(11)的制造方法具有形成复合材料部(110)的复合材料部形成工序，以及形成满足上述的条件的肋部(112a)和肋部(112b)的肋部形成工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成型体及其制造方法
本专利技术涉及成型体及其制造方法。本申请基于2015年3月30日在日本申请的特愿2015-067850号主张优先权，并将其内容引用至本专利技术中。
技术介绍
在飞机部件、汽车部件、风力发电用风车部件、体育器材等各种领域中，广泛使用将含有增强纤维和热塑性树脂的纤维增强复合材料通过冲压成型赋形为三维复杂形状的成型体。在通过冲压成型制造具有弯曲部、弯折部的复杂形状的情况下，大多使用含有纤维长度为数毫米～数十毫米的增强纤维和热塑性树脂的纤维增强复合材料。例如，专利文献1中记载了将在增强纤维中含浸热塑性树脂而成的片材裁剪成长度为数十毫米左右并使其自然落下，对其堆积物加热加压得到片状的纤维增强复合材料后，将该纤维增强复合材料用于冲压成型。专利文献2中记载了在将纤维长度为数毫米～数十毫米左右的碳纤维进行抄纸得到的碳纤维基材中含浸热塑性树脂而得到预浸料，将多张该预浸料进行层叠形成纤维增强复合材料，将该纤维增强复合材料冲压成型得到箱型等复杂形状的成型体。然而，通过冲压成型对纤维增强复合材料赋形而制造成型体的情况下，在从冲压成型用的模具脱模时因施加在成型体上的力，有时成型体产生翘曲。尤其在使用含有纤维长度为数毫米～数十毫米的增强纤维的纤维增强复合材料通过冲压成型制造三维复杂形状的成型体的情况下，容易产生翘曲。另外，在专利文献3中记载了在纤维增强复合材料板的一个面上，将热塑性树脂注射成型而格子状地形成了的肋部的成型体。在该成型体的制造中，将多张在一个方向上并齐的碳纤维含浸基体树脂而成的预浸料进行层叠而形成纤维增强复合材料。并且，对该纤维增强复合材料加热加压而形成纤维增强复合材料板。然后，在注射成型用的模具内配置该纤维增强复合材料，在其一面上将热塑性树脂注射成型而形成格子状的肋部。就专利文献3的成型体而言，通过在纤维增强复合材料板的一个面上形成格子状的肋部，从而可以抑制因纤维增强复合材料板与热塑性树脂之间的热膨胀率的差异导致的翘曲的产生。但是，专利文献3未考虑冲压成型，即使将专利文献3的上述技术直接应用于冲压成型，也无法消除从冲压成型用的模具脱模时在成型体产生翘曲的问题。进而，若肋部的形成量多，则在成本方面也是不利的。另外，通常在将纤维增强复合材料形成高温(例如200℃左右)的状态下进行成型后，将成型体的温度冷却至室温左右。因此，因该温度差容易产生翘曲，充分抑制翘曲的产生是很重要的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-155862号公报专利文献2：国际公开第2010/013645号专利文献3：日本特开2010-253802号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种可抑制成型体的质量过度增加，并可抑制从模具脱模时等的制造时产生翘曲的成型体，以及该成型体的制造方法。用于解决问题的方法本专利技术具有下述构成。[1]一种成型体的制造方法，其是在模具内，在配置含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料的状态下，供给熔融状态的热塑性树脂(B)进行成型，从而获得如下成型体的成型体的制造方法，该成型体具备由所述纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部、以及直接形成在所述复合材料部的表面且含有所述热塑性树脂(B)的2根以上的凸条的肋部；该制造方法具有下述工序：通过所述模具将所述纤维增强复合材料赋形从而形成复合材料部的复合材料部形成工序、以及在熔融状态下向所述模具内供给所述热塑性树脂(B)，以满足下述条件(1)～(5)的方式形成2根以上肋部的肋部形成工序。(1)使任意的所述肋部或其长轴的延长线与另一所述肋部或其长轴的延长线在所述复合材料部的表面上交叉。(2)将所述肋部的平均高度H相对于平均宽度t之比H/t设为1以上50以下。(3)使所述复合材料部的形成所述肋部的一侧的表面中的所述肋部所占的面积SR相对于该表面的面积S之比SR/S设为5×10-3以上且小于8×10-2。(4)使肋部的平均高度H相对于所述复合材料部的平均厚度T1之比H/T1设为2.5以上13以下。(5)使至少一根所述肋部的长度相对于所述复合材料部的外缘的周长的比例Q设为8％以上。[2]根据[1]所述的成型体的制造方法，在进行了所述复合材料部形成工序后进行所述肋部形成工序。[3]根据[1]所述的成型体的制造方法，同时进行所述复合材料部形成工序和所述肋部形成工序。[4]一种成型体，其具备：由含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部、以及直接形成在所述复合材料部的表面且含有热塑性树脂(B)的2根以上的凸条的肋部，所述成型体满足下述(1’)～(5’)；(1’)任意的所述肋部或其长轴的延长线与另一所述肋部或其长轴的延长线在所述复合材料部的表面上交叉。(2’)所述肋部的平均高度H相对于平均宽度t之比H/t为1以上50以下。(3’)所述复合材料部的形成所述肋部的一侧的表面中所述肋部所占的面积SR相对于该表面的面积S之比SR/S为5×10-3以上且小于8×10-2。(4’)所述肋部的平均高度H相对于所述复合材料部的平均厚度T1之比H/T1为2.5以上13以下。(5’)至少一根所述肋部的长度相对于所述复合材料部的外缘的周长的比例Q为8％以上。[5]根据[4]所述的成型体，所述增强纤维(f1)的数均纤维长度为1～100mm。[6]根据[4]或[5]所述成型体，所述复合材料部弯折或弯曲。[7]根据[4]～[6]中任意一项所述的成型体，仅由所述热塑性树脂(B)形成所述肋部。[8]根据[4]～[6]中任意一项所述的成型体，由所述热塑性树脂(B)和数均纤维长度小于1mm的增强纤维(f2)形成所述肋部。[9]根据[8]所述的成型体，所述肋部中的所述增强纤维(f2)的纤维质量含有率为40质量％以下。[10]根据[4]～[6]中任意一项所述的成型体，所述肋部中的根侧部分含有数均纤维长度1～100mm的增强纤维(f1)，且该肋部的前端部仅由所述热塑性树脂(B)形成。[11]根据[4]～[6]中任意一项所述的成型体，所述肋部中的根侧部分含有数均纤维长度1～100mm的增强纤维(f1)，且该肋部的前端部由所述热塑性树脂(B)和数均纤维长度小于1mm的增强纤维(f2)形成。[12]根据[11]所述的成型体，所述肋部的前端部中的所述增强纤维(f2)的纤维质量含有率为30质量％以下。专利技术效果本专利技术的成型体，可抑制该成型体的质量过度增加，并可抑制从模具脱模时等的制造时产生翘曲。根据本专利技术的成型体的制造方法，可抑制成型体的质量过度增加，并可抑制从模具脱模时等的制造时在成型体中产生翘曲。附图说明图1A是表示本专利技术的成型体的一个例子的立体图。图1B是表示本专利技术的成型体的一个例子的平面图。图2是表示本专利技术的成型体的其他例子的平面图。图3是表示本专利技术的成型体的其他例子的平面图。图4是表示本专利技术的成型体的其他例子的平面图。图5是表示本专利技术的成型体的其他例子的平面图。图6是表示本专利技术的成型体的其他例子的平面图。图7是表示本专利技术的成型体的其他例子的立体图。图8是表示本专利技术的成型体的其他例子的立体图。图9是表示本专利技术的成型体的其他例子的立体图。图10是表示本专利技术的成型体的其他例子的立体图。图11是表示本专利技术的成型体的其他例子的立体图。图12是表示本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成型体的制造方法，其是在模具内配置有含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料的状态下，供给熔融状态的热塑性树脂(B)并进行成型，从而获得下述成型体的成型体的制造方法，所述成型体具备：由所述纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部、以及直接形成在所述复合材料部的表面且含有所述热塑性树脂(B)的2根以上的凸条的肋部；该成型体的制造方法具有：通过所述模具对所述纤维增强复合材料赋形从而形成所述复合材料部的复合材料部形成工序、以及在熔融状态下向所述模具内供给所述热塑性树脂(B)，以满足下述条件(1)～(5)的方式形成2根以上所述肋部的肋部形成工序，(1)使任意所述肋部或其长轴的延长线与另一所述肋部或其长轴的延长线在所述复合材料部的表面上交叉；(2)使所述肋部的平均高度H相对于平均宽度t之比H/t为1以上50以下；(3)使所述复合材料部中形成有所述肋部的一侧的表面中的所述肋部所占的面积SR相对于该表面的面积S之比SR/S满足5×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 JP 2015-0678501.一种成型体的制造方法，其是在模具内配置有含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料的状态下，供给熔融状态的热塑性树脂(B)并进行成型，从而获得下述成型体的成型体的制造方法，所述成型体具备：由所述纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部、以及直接形成在所述复合材料部的表面且含有所述热塑性树脂(B)的2根以上的凸条的肋部；该成型体的制造方法具有：通过所述模具对所述纤维增强复合材料赋形从而形成所述复合材料部的复合材料部形成工序、以及在熔融状态下向所述模具内供给所述热塑性树脂(B)，以满足下述条件(1)～(5)的方式形成2根以上所述肋部的肋部形成工序，(1)使任意所述肋部或其长轴的延长线与另一所述肋部或其长轴的延长线在所述复合材料部的表面上交叉；(2)使所述肋部的平均高度H相对于平均宽度t之比H/t为1以上50以下；(3)使所述复合材料部中形成有所述肋部的一侧的表面中的所述肋部所占的面积SR相对于该表面的面积S之比SR/S满足5×10-3以上且小于8×10-2；(4)使所述肋部的平均高度H相对于所述复合材料部的平均厚度T1之比H/T1为2.5以上13以下；(5)使至少一根所述肋部的长度相对于所述复合材料部的外缘的周长的比例Q为8％以上。2.根据权利要求1所述的成型体的制造方法，在进行了所述复合材料部形成工序后进行所述肋部形成工序。3.根据权利要求1所述的成型体的制造方法，同时进行所述复合材料部形成工序和所述肋部形成工序。4.一种成型体，其具备：由含有增强纤维(f1)和基体树脂(A)的纤维增强复合材料形成的板状的复合材料部、以及直接形成在所述复合材料部的表面且含有热塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田明宏，富冈正雄，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP